[发明专利]相变存储器元件及其制造方法

权利要求书

1、一种相变存储器元件，包括：

沿水平方向排列的第一柱状电极和第二柱状电极；

相变层，位于所述第一柱状电极和所述第二柱状电极之间，且电连接所述第一柱状电极和所述第二柱状电极，其中整体相变层位于平面结构上；

下电极，电连接所述第一柱状电极；及

上电极，电连接所述第二柱状电极。

2、如权利要求1所述的相变存储器元件，其中所述相变层进行图案化定义，以形成图形化相变层。

3、如权利要求2所述的相变存储器元件，其中所述图形化相变层延伸入所述第一柱状电极和所述第二柱状电极中。

4、如权利要求2所述的相变存储器元件，其中所述图形化相变层仅接触所述第一柱状电极和所述第二柱状电极的侧壁表面。

5、如权利要求1所述的相变存储器元件，还包括连接至所述相变存储器元件的驱动元件。

6、如权利要求1所述的相变存储器元件，其中所述相变层包括硫族化合物。

7、如权利要求6所述的相变存储器元件，其中所述硫族化合物包括Ge-Te-Sb的三元硫族化合物。

8、如权利要求6所述的相变存储器元件，其中硫族化合物掺杂包括Cr、Fe、Ni及前述对应的混合物，或Bi、Pb、Sn、As、S、Si、P、O及前述对应的混合物。

9、如权利要求1所述的相变存储器元件，其中所述第一柱状电极和所述第二柱状电极由耐火金属、低热传导系数金属或相变记忆材料组成。

10、如权利要求1所述的相变存储器元件，其中所述第一柱状电极和所述第二柱状电极为W、TiAlN或硫族化合物。

11、如权利要求1所述的相变存储器元件，其中所述第一柱状电极和所述第二柱状电极位于同一层。

12、一种相变存储器元件的制造方法，包括：

提供包括源极和漏极的基底；

形成电连接所述漏极的多个金属导线和插塞；

在所述些金属导线或插塞上形成位于第一介电层中的下电极；

在所述下电极和所述第一介电层上，形成位于第二介电层中的第一柱状电极下半部和第二柱状电极下半部，其中所述第一柱状电极下半部电连接所述下电极；

在部分所述第一柱状电极下半部、部分所述第二柱状电极下半部和部分所述第二介电层上形成图形化相变层；

在所述第一柱状电极下半部、所述第二柱状电极下半部和部分所述图形化相变层上，形成位于第三介电层中的第一柱状电极上半部和第二柱状电极上半部，以形成第一柱状电极和第二柱状电极，其中所述图形化相变层延伸入所述第一柱状电极和所述第二柱状电极中；及

形成电连接部分所述第二柱状电极上半部的上电极。

13、如权利要求12所述的相变存储器元件的制造方法，其中在部分所述第一柱状电极下半部、部分所述第二柱状电极下半部和部分所述第二介电层上形成图形化相变层的步骤包括：

在所述第一柱状电极下半部、所述第二柱状电极下半部和所述第二介电层上形成相变层；及

图形化所述相变层以形成图形化相变层，跨接所述第一柱状电极下半部和所述第二柱状电极下半部。

14、如权利要求12所述的相变存储器元件的制造方法，其中在所述第一柱状电极下半部、所述第二柱状电极下半部和部分所述图形化相变层上，形成位于第三介电层中的第一柱状电极上半部和第二柱状电极上半部的步骤包括：

在所述第一柱状电极下半部、所述第二柱状电极下半部和所述图形化相变层上形成第三介电层；

在所述第三介电层上沉积图形化光致抗蚀剂；

以所述图形化光致抗蚀剂为掩模，蚀刻所述第三介电层，以形成分别暴露所述第一柱状电极下半部和所述第二柱状电极下半部的两开口；及

在所述些开口中沉积导电材料，以在所述第一柱状电极下半部和所述第二柱状电极下半部上分别形成第一柱状电极上半部和第二柱状电极上半部，其中所述第一柱状电极上半部和所述第一柱状电极下半部构成第一柱状电极，所述第二柱状电极上半部和所述第二柱状电极下半部构成第二柱状电极。